触覚、圧力、動き、温度を感知できるソフトロボット
自然に触発されたソフトロボットで、這う、泳ぐ、繊細な物体を保持する、ハーバード大学で発明された鼓動する心臓を支援することができます。ハーバードジョンA.ポールソン工学応用科学大学院（SEAS）とWyss Institute for Biologically Inspired Engineeringの研究者は、センサーが組み込まれたソフトロボットを作成するためのプラットフォームを開発しました。センサーは、動き、タッチ、および温度を感知することができます。
「私たちの研究は、ソフトロボティクスの根本的な進歩を表しています」と、論文の筆頭著者で最近の博士号を取得したライアン・トルビーは述べています。SEASを卒業。「当社の製造プラットフォームにより、複雑なセンシングモチーフをソフトロボットシステムに簡単に統合できます。」
研究者は、剛性構造のためにセンサーを統合する際に直面する問題のために、3Dプリンターを使用して有機イオン液体ベースの導電性リンクを開発しました。
「これまで、ソフトロボティクスで使用されるほとんどの統合センサー/アクチュエータシステムは非常に初歩的なものでした」と、SEASの元ポスドクで論文の共著者であるMichaelWehnerは述べています。「これらのソフトシステム内でイオン液体センサーを直接印刷することにより、デバイスの設計と製造に新しい道を開き、最終的にソフトロボットの真の閉ループ制御を可能にします。」
「この作品は、私たちの研究室が開拓した技術である、組み込み3D印刷によって提供される実現機能の最新の例を表しています」とルイス氏は述べています。
「この方法の機能と設計の柔軟性は比類のないものです」とTruby氏は述べています。「この新しいインクと組み込みの3D印刷プロセスを組み合わせることで、ソフトセンシングと作動の両方を1つの統合されたソフトロボットシステムに組み合わせることができます。」
センサーのテストのために、研究者のチームは、3本の柔らかい指またはアクチュエーターで構成される柔らかいロボットグリッパーを印刷しました。膨張圧力、曲率、接触、および温度を感知するために、研究者はグリッパーの能力をテストしました。複数の接触センサーを組み込むことにより、グリッパーは軽くて深いタッチを感知できます。
「ソフトロボティクスは通常、形状の選択を制約する従来の成形技術、または商用3D印刷の場合、設計の選択を妨げる材料の選択によって制限されます」と、コアのSEASのチャールズリバー工学応用科学教授であるロバートウッドは述べています。 Wyss Instituteの教員であり、論文の共著者です。 「ルイスラボで開発された技術には、ロボットの作成方法に革命を起こす機会があります。一連のプロセスから離れて、センサーとアクチュエーターが組み込まれた複雑でモノリシックなロボットを作成します。」
さらに、研究者は、機械学習の力を利用して、さまざまなサイズ、形状、表面の質感、温度のオブジェクトを保持するようにこれらのデバイスをトレーニングしたいと考えています。この研究は、Abigail Grosskopf、Daniel Vogt、およびSebastien Uzelによって共同執筆され、ハーバードMRSECおよびWyss Institute for Biologically InspiredEngineeringを通じて全米科学財団からの支援も受けました。